无线电通信装置、无线电路径控制方法和程序

文档序号:1956690 发布日期:2021-12-10 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 无线电通信装置、无线电路径控制方法和程序 (Radio communication device, radio path control method, and program ) 是由 津田裕章 于 2021-06-04 设计创作,主要内容包括:本公开涉及无线电通信装置、无线电路径控制方法和程序。提高了针对在选择通信路径时使用的通信质量的计算准确性。一种无线电通信设备,包括:第一计算器,被配置为基于从自身设备向多个父候选节点中的每个父候选节点传输的传输帧,来计算多个父候选节点中的每个父候选节点的传输质量指标值;第二计算器,被配置为基于从多个父候选节点中的每个父候选节点传输、且由自身设备接收的接收帧,来计算父候选节点中的每个父候选节点的接收质量指标值;以及选择器,被配置为基于传输质量指标值和接收质量指标值在多个父候选节点中选择在通信路径中使用的父节点。(The present disclosure relates to a radio communication apparatus, a radio path control method, and a program. The calculation accuracy for the communication quality used in selecting the communication path is improved. A radio communication device, comprising: a first calculator configured to calculate a transmission quality index value of each of a plurality of parent candidate nodes based on a transmission frame transmitted from an own device to each of the plurality of parent candidate nodes; a second calculator configured to calculate a reception quality index value of each of the parent candidate nodes based on a reception frame transmitted from each of the plurality of parent candidate nodes and received by the own device; and a selector configured to select a parent node used in the communication path among the plurality of parent candidate nodes based on the transmission quality index value and the reception quality index value.)

无线电通信装置、无线电路径控制方法和程序

相关申请的交叉引用

于2020年6月10日提交的日本专利申请号2020-100653的公开内容,包括说明书、附图和摘要,通过整体引用并入本文。

技术领域

本发明涉及无线电通信设备,无线电路径控制方法和程序。

背景技术

在Wi-SUN(无线智能公用网络)FAN(场局域网络)中,RPL(用于低功率和有损网络的IPv6路由协议)被用于网络路由控制。

下面列出了公开的技术。

[专利文件1]日本未经审查的专利申请公开号2019-9638。

专利文件1公开了一种与建立树型无线电网络的方法有关的技术,在树型无线电网络中,多个无线电通信设备被自主地连接,并且如果无线电通信网络中发生故障,则重建网络。

发明内容

当RPL被用于路由控制时,存在诸如针对在选择通信路径时使用的通信质量的计算准确性不足的问题。

根据本说明书的描述和附图,其他对象和新颖特征将是明显的。

根据实施例,父节点基于传输质量指标值来选择,该传输质量指标值基于被传输到多个父候选节点的传输帧和从多个父候选节点传输并且被接收的接收帧。

根据实施例,在选择通信路径时使用的通信质量的计算准确性可以被提高。

附图说明

图1是示出根据本第一实施例的多个无线电通信设备的布置示例的图。

图2是根据本第一实施例的无线电通信设备的功能框图。

图3是示出根据本第一实施例的无线电通信设备的硬件配置的框图。

图4是示出对根据本第一实施例的多个传输相关帧进行测量处理的流程的流程图。

图5是示出对根据本第一实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。

图6是示出根据本第一实施例的父节点更新处理的流程的流程图。

图7是示出根据本第一实施例的ETX计算处理的流程的流程图。

图8是示出根据本第一实施例的RCV计算处理的流程的流程图。

图9是示出根据本第一实施例的父节点选择处理的流程的流程图。

图10是示出根据本第一实施例的针对父节点的选择的示例图。

图11是示出对根据本第二实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。

图12是示出对根据本第三实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。

图13是示出根据本第四实施例的父节点选择处理的流程的流程图。

图14是示出根据本第四实施例的针对父节点的选择的示例图。

图15是示出根据本第四实施例的针对父节点的选择的示例图。

图16是示出根据本第五实施例的父节点更新处理的流程的流程图。

图17是示出根据本第五实施例的父节点选择处理的流程的流程图。

图18是示出根据相关技术的无线电通信设备中的网络配置示例图。

具体实施方式

为了使说明清楚,将适当省略和简化以下描述和附图。就硬件而言,通过CPU(中央处理单元)、存储器或其他电路来实现附图中所图示的作为用于各种处理的功能块的每个元件,或就软件而言,由被加载到存储器的程序构成。因此,本领域技术人员将理解,该功能块通过诸如仅硬件、仅软件、或硬件和软件的组合的各个方面来实现,并且该功能块不限于它们中的任一。在每个附图中,注意,相同的元件利用相同的附图标记来表示,并且如果需要,在重复的说明中被省略。

上述程序可以通过使用各种类型的非暂时性计算机可读介质来存储,并且可以被加载到计算机。该非暂时性计算机可读介质包括各种类型的有形记录介质。非暂时性计算机可读介质的示例包括磁记录介质(诸如软盘、磁带和硬盘驱动器)、磁光记录介质(诸如磁光盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W和半导体存储器(诸如掩模ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪速ROM和RAM(随机存取存储器))。备选地,程序可以通过各种类型的暂时性计算机可读介质被加载到计算机。暂时性计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂时性计算机可读介质可以通过诸如电导线或光纤或无线电通信路径将程序加载到计算机。

将补充说明以下本实施例的相关技术。在RPL中,如下面所描述的,在多个父候选节点之中选择自身节点的通信路径中的父节点。首先,作为用于指示相对于路由节点(边界路由器)的相对位置的指标值的“等级”被指定给父候选节点。并且,自身节点计算ETX(预期传输计数),该ETX是从自身节点到每个父候选节点的传输质量的指标值。例如,ETX通过使用以下公式1来计算。

ETX=“(帧传输数目)/(ACK帧接收数目)×128”(公式1)

在公式中,“帧传输的数目”是从自身节点到目的地节点(父候选节点)的单播帧传输的次数。并且,“ACK帧接收数目”是针对从目的地节点传输并在自身节点处接收的单播帧的检查响应帧接收的次数。

通过将每个父候选节点的等级与ETX相加,在将每个父候选节点作为父节点的情况下,自身节点计算自身节点的等级候选值。即,等级候选值“RANKC”通过使用以下公式2来计算。

(等级候选值“RANKC”)=(父候选节点的等级“RANK”)+(针对父候选节点的ETX)(公式2)

然后,自身节点选择具有最小等级候选值的父候选节点作为父节点。并且,自身节点将多个等级候选值中的最小等级候选值设置为其自身等级。

图18是示出根据相关技术的无线电通信设备的网络配置示例的图。首先,节点“N0”是边界路由器,并且被设置为具有等级“0”。接下来,假设节点“N1”至“N3”中的每个节点是将节点N0作为父节点的子节点。在该情况中,假设节点N1向节点N0传输单播帧三次,并且从节点N0接收针对单播帧的检查响应三次。因此,通过使用公式1,从节点N1到节点N0的通信中的ETX被计算为“3/3×128=128”。并且,通过使用公式2,节点N1的等级被计算为“0+128=128”。

类似地,假设从节点N2到节点N0的通信中的ETX为128,并且假设节点N2的等级为128。假设节点N3向节点N0传输单播帧三次,并且从节点N0接收针对单播帧的检查响应两次。即,检查响应的次数减少一次。因此,通过使用公式1,从节点N3到节点N0的通信中的ETX被计算为“3/2×128=192”。并且,通过使用公式2,节点N3的等级被计算为“0+192=192”。

在该情况下,节点N4将节点N1至N3作为其父候选节点,并且从这些父候选节点中选择合适的父节点。在该情况下,假设从节点N4到节点N1的通信中的ETX为192、假设从节点N4到节点N2的通信中的ETX为128,并且假设从节点N4到节点N3的通信中的ETX为128。在该情况下,通过使用公式2,当节点N4将节点N1作为其父节点时,所获得的等级候选值被计算为“128+192=320”。类似地,当节点N4将节点N2作为其父节点时,所获得的等级候选值被计算为256,并且当节点N4将节点N3作为其父节点时,所获得的等级候选值被计算为320。然后,N4从作为其父候选节点的节点N1至N3中选择具有最小等级候选值(256)的节点N2作为其父节点,并且节点N4的等级被设置为256。在相关技术中,如上所述来选择父节点。

然而,相关技术具有以下问题。首先,父节点的更新频率较低,并且因此,难以使用合适的无线电通信路径。这是因为ETX计算目标帧是单播帧和ACK帧,该单播帧的目的地是父候选节点,该ACK帧用于针对该单播帧的检查响应。例如,在Wi-SUN FAN中,通常这些帧的传输/接收中的通信频率为每若干分钟大约一帧。因此,难以反映最新的无线电通信质量。而且,ETX计算目标帧具有低错误发生率,并且因此,难以在多个父候选节点中区分ETX。因此,作为用于选择父候选节点的指标值的等级中的差异在子节点中趋于较小,并且因此,也难以区分等级候选值。因此,用于选择通信路径的通信质量的计算准确性是不足的。

考虑到以上描述,下面将说明用于解决这些问题中的至少一个的实施例。

<第一实施例>

图1是示出根据本第一实施例的多个无线电通信路径的布置示例的图。节点N0至N4中的每个节点是根据本第一实施例的无线电通信设备100的示例。特别地,在图1中,假设节点N0是边界路由器,并且假设节点N1至N3中的每个节点是将节点N0作为父节点的子节点。而且,允许节点N4选择节点N1至N3中的任一节点作为其父节点,并且假设其不断地更新父节点。

图2是根据本第一实施例的无线电通信设备100的功能框图。无线电通信设备100包括第一计算器101、第二计算器102和选择器103。第一计算器101基于从自身设备(无线电通信设备100)向多个父候选节点中的每个父候选节点传输的传输帧,来计算每个父候选节点的传输质量指标值(诸如上述“ETX”)。第二计算器102基于从多个父候选节点中的每个父候选节点传输并且在自身设备处接收的接收帧,来计算每个父候选节点的接收质量指标值(在一些情况下被称为“RCV”)。选择器103基于传输质量指标值和接收质量指标值,来在多个父候选节点中选择在通信路径中使用的父节点。如上所述,由于除了传输质量指标值之外还使用接收质量指标值,因此与父候选节点的通信质量的计算准确性可以被提高。因此,合适的父节点可以被选择。

进一步地,第二计算器102可以基于错误帧接收数目来计算接收质量指标值,该错误帧接收数目是接收帧之中的被检测为接收错误的接收帧的数目。在该方式中,接收质量指标值可以被更准确地计算。

第二计算器102可以计算接收质量指标值,使得接收帧之中的已被检测为接收错误的错误帧越多,质量越差。在该方式中,接收质量指标值可以被更准确地计算。

第一计算器101可以基于检查响应接收的次数来计算传输质量指标值。在该方式中,传输质量指标值可以被更准确地计算。

进一步地,第一计算器101可以通过使用传输帧和针对该传输帧的检查响应来计算传输质量指标值。第二计算器102可以通过将如下帧作为接收帧来计算接收质量指标值,该帧已从多个父候选节点中的每个父候选节点被传输到要被指定为目的地的无线电通信设备100、并且已在无线电通信设备100处被接收。在该方式中,与父候选节点的通信质量可以被进一步提高。

第二计算器102可以通过将单播帧作为接收帧来计算接收质量指标值,该单播帧已从多个父候选节点中的每个父候选节点被传输到无线电通信设备100。由于接收质量指标值通过使用相对被频繁接收的帧来计算,因此通信质量可以被更加提高。

进一步地,第二计算器102可以将CRC(循环冗余检查)错误作为接收错误。在该方式中,接收错误可以被正确地检测。

更进一步地,当接收帧之中的被正常接收的帧的数目被作为正常接收帧数目时,第二计算器102可以通过使用以下公式3来计算接收质量指标值。

接收质量指标值=(正常帧接收数目+错误帧接收数目)/正常帧接收数目×系数公式3

期望选择器103基于传输质量指标值和接收质量指标值来计算每个父候选节点的等级候选值,在将每个父候选节点作为父节点的情况下,该等级候选值作为无线电通信设备100中的路径选择指标值的候选,并且期望其基于等级候选值来选择父节点。如上所述,由于等级候选值除了传输质量指标值之外还通过使用接收质量指标值来计算,因此等级候选值的计算准确性和更新频率被提高,并且因此,更合适的父节点可以被选择。

进一步地,选择器103可以通过使用等级值以及该父候选节点的传输质量指标值和接收质量指标值,来计算每个父候选节点的等级候选值,该等级值是每个父候选节点的路径选择指标值。在该方式中,等级候选值的计算准确性被更加提高。

进一步地,选择器103可以通过使用以下公式4来计算每个父候选节点的等级候选值。

等级候选值=父候选节点的等级值+父候选节点的传输质量指标值×传输系数+父候选节点的接收质量指标值×接收系数(公式4)

接收帧可以包括RPL中的NS(近邻请求)帧。在该方式中,等级候选值的计算准确性和更新频率被提高,并且因此,更合适的父节点可以被选择。

图3是示出根据本第一实施例的无线电通信设备100的硬件配置的框图。无线电通信设备100包括:传输/接收模拟单元110;解调器111;调制器112;接收控制器113;传输控制器114;CRC处理器115;ACK返回控制器116;接收缓冲器117;寄存器118;传输缓冲器119;控制CPU 120;存储器121;和存储部122。

传输/接收模拟单元110连接到无线电天线(尽管未图示),并且是用于无线电通信的RF(射频)传输/接收电路。传输/接收模拟单元110向解调器111输出在无线电天线处已被接收到的无线电信号(RF模拟数据)。而且,传输/接收模拟单元110通过无线电天线传输已在发送/接收模拟单元110处被传输的信号。

解调器111将已从传输/接收模拟单元110传输的RF模拟数据转换为数字数据,并且输出该数据。接收控制器113控制已从解调器111输出的数字数据,以便被存储在接收缓冲器117中。接收缓冲器117是根据接收控制器113的控制(指令)来临时存储已从解调器111输出的数字数据(接收数据)的存储区域。传输缓冲器119是临时存储已从控制CPU 120输出的传输目标数字数据(发送数据)的存储区域。

CRC处理器115通过使用已从解调器111输出的接收数据来计算CRC数据,并且通过使用接收数据来提取CRC字段,将所计算出的CRC数据的值与所提取的CRC字段进行比较,并且确定接受帧是否已被正常接收或是CRC错误。如果接收帧已被正常接收,则CRC处理器115向传输控制器114和ACK返回控制器116通知正常接收。如果接收帧是CRC错误,则CRC处理器115将CRC错误的确定存储到寄存器118中。例如,CRC处理器115开启指示CRC错误的标志。CRC处理器115通过使用被存储在传输缓冲器119中的数字数据来计算CRC数据,并且向传输控制器114输出所计算出的CRC数据。

在ACK返回控制器116的设备被指定为针对已从解调器111输出的接收数据的目的地时,并且在ACK返回控制器116被CRC处理器115通知正常接收时,ACK返回控制器116创建ACK帧,该ACK帧的目的地被指定为接收数据的传输源,并且指令传输控制器114输出数据。

传输控制器114控制(指令)调制器112以传输已被存储在传输缓冲器119中的数字数据。这时,传输控制器114指令调制器112从CRC处理器115传输的CRC数据应被包含在传输数据中。传输控制器114指令调制器112以返回已从ACK返回控制器116传输的ACK帧。

调制器112根据传输控制器114的控制(指令)从传输缓冲器119获取数字数据,将该数据转换为RF模拟数据,并且向传输/接收模拟单元110输出该数据。在该情况下,在将从传输控制器114传输的CRC数据设置到用于传输数据的CRC字段上之后,调制器112将该数据转换为模拟数据。当从传输控制器114接收ACK帧返回的指令时,调制器112将具有指定目的地的ACK帧转换为模拟数据,并且向传输/接收模拟单元110输出该数据。

控制CPU 120连接到接收缓冲器117、寄存器118、传输缓冲器119、存储器121和存储部122。存储器121是用于临时存储要由控制CPU 120处理的目标数据的存储区域。存储部122是如下的存储装置:用于存储利用根据本第一实施例的各种处理而实现的程序123。存储部122是诸如硬盘、闪速存储器或其他的存储装置。

控制CPU1 120将程序123从存储部122加载到存储器121,并且执行程序123。在该方式中,控制CPU 120运用包括第一计算器101、第二计算器102和选择器103的功能。

控制CPU 120对每个传输目的地的单播帧传输次数(即帧传输的数目)进行计数,并且将计数的数目存储在存储器121中。并且,控制CPU 120对单播帧的每个传输目的地的ACK帧接收的次数(即ACK帧接收的数目)进行计数,ACK帧接收数目是针对单播帧的检查响应,并且控制CPU 120将计数存储在存储器121中。因此,控制CPU 120可以将帧传输数目和ACK帧接收数目进行组对对应,并且将该对存储在存储器121中。

当控制CPU 120接收其目的地被指定为自身设备的单播帧时,控制CPU 120参考寄存器118,并且确定所接收到的单播帧是否为CRC错误。如果单播帧是CRC错误,则控制CPU120对接收到的单播帧的目的地源处的错误帧接收数目进行计数,并且将计数存储在存储器121中。另一方面,如果接收正常,控制CPU 120对接收到的单播帧的目的地源处的正常帧接收数目进行计数,并且将计数存储在存储器121中。因此,控制CPU 120可以将每个传输源的错误帧接收数目和正常帧接收数目进行组对对应,并且将该对存储在存储器121中。注意,包括正常接收和错误接收的帧接收数目可以被计数并且被存储代替正常帧接收数目。其目的地被指定为自身设备的所接收到的单播帧可以包括ACK帧。

图4是示出对根据本第一实施例的多个传输相关帧进行测量处理的流程的流程图。在该情况下,假设无线电通信设备100为节点N4,并且假设父候选节点为节点N1至N3。首先,节点N4传输单播帧(S11)。例如,节点N4传输其目的地被指定为节点N1的NS帧。在该情况下,根据从节点N1传输并且在节点N4处接收到的DIO(DODAG(面向目的地的有向无环图)信息对象)帧,节点N4可以向作为DIO帧的传输源的节点N1传输NS帧。

接下来,节点N4对节点N1的NS帧传输的数目进行累加(S12)。随后,节点N4确定节点N4是否已从节点N1接收到ACK帧(S13)。当在预定时间内从节点N1接收到ACK帧时,节点N4对节点N1的ACK帧接收的数目进行累加(S14)。在步骤S14之后,或如果节点N4在步骤S13中未在预定时间内接收到ACK帧,则流程返回到步骤S11。

甚至当节点N4传输其目的地被指定为节点N2和N3的NS帧时,节点N4执行相同的处理。换言之,存储器121存储节点N1的成对的帧传输数目和ACK帧接收数目、节点N2的成对的帧传输数目和ACK帧接收数目,以及节点N3的成对的帧传输数目和ACK帧接收数目。

图5是示出对根据本第一实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。首先,节点N4接收其目的地被指定为节点N4的单播帧(S21)。例如,假设节点N4传输DIO帧,该DIO帧是其目的地被指定为节点N1、N2和N3的多播帧,并且从节点N1接收作为单播帧的NS帧。

接下来,节点N4检查所接收到的单播帧(接收帧)的CRC字段,并且确定接收是否为CRC错误(S22)。如果确定接收为CRC错误,则节点N4对传输源的错误帧的数目进行累加(S23)。另一方面,如果在步骤S22中确定接收不是CRC错误,换言之,确定接收帧已被正常接收,则节点N4对传输源的正常帧接收的数目进行累加(S24)。在步骤S23或S24之后,流程返回到步骤S21。

甚至当节点N4接收到其目的地源被指定为节点N2和N3的NS帧时,节点N4执行相同的处理。换言之,存储器121存储节点N1的成对的错误帧接收数目和正常帧接收数目、节点N2的成对的错误帧接收数目和正常帧接收数目,以及节点N3的成对的错误帧接收数目和正常帧接收数目。

图6是示出根据本第一实施例的父节点更新处理的流程的流程图。首先,节点N4执行ETX计算处理(S100)和RCV计算处理(S200)。注意,步骤S100和S200未必被并行执行,而可以被独立地执行。

图7是示出根据本第一实施例的ETX计算处理的流程的流程图。首先,节点N4在作为父候选节点的节点N1至N3中选择其ETX计算处理未被处理的父候选节点(S101)。例如,假设节点N1被选择为处理目标父候选节点。

接下来,节点N4获取处理目标父候选节点的帧传输数目和ACK帧接收数目(S102)。例如,节点N4从存储器121读出节点N1的成对的帧传输数目和ACK帧接收数目。

然后,节点N4通过使用例如上述公式1来计算节点N1的ETX(S103)。注意,公式1中的系数是“128”。然而,系数不限于此。然后,节点N4将所计算出的ETX存储到存储器121中,以便与节点N1相对应。

然后,节点N4将帧传输数目清除为“0”,该数目与存储器121内部的节点N1相对应(S104)。并且,节点N4将ACK帧接收数目清除为“0”,该数目与存储器121内部的节点N1相对应(S105)。注意,步骤S104和S105的顺序不受限制。

然后,节点N4确定是否针对所有父候选节点进行了ETX计算处理(S106)。在该情况下,由于节点N2和N3未被处理,因此流程返回到步骤S101。然后,例如,节点N4在步骤S101中选择节点N2作为处理目标,并且执行步骤S102至S105。同样适用于选择节点N3的情况。

如果在步骤S106中确定针对所有父候选节点进行了ETX计算处理,则ETX计算处理结束。

图8是示出根据本第一实施例的RCV计算处理的流程的流程图。首先,节点N4在作为父候选节点的节点N1至N3中选择其RCV计算处理未被处理的父候选节点(S201)。例如,假设节点N1被选择为处理目标父候选节点。

接下来,节点N4获取处理目标父候选节点的正常帧接收数目和错误帧接收数目(S202)。例如,节点N4从存储器121读出节点N1的成对的正常帧接收数目和错误帧接收数目。

然后,节点N4通过使用例如上述公式3来计算节点N1的RCV(S203)。注意,公式3中的系数是“128”。然而,系数不限于此。然后,节点N4将所计算出的RCV存储到存储器121中,以便与节点N1相对应。

然后,节点N4将正常帧接收数目清除为“0”,该数目与存储器121内部的节点N1相对应(S204)。并且,节点N4将错误帧接收数目清除为“0”,该数目与存储器121内部的节点N1相对应(S205)。注意,步骤S204和S205的顺序不受限制。

然后,节点N4确定是否针对所有父候选节点进行了RCV计算处理(S206)。在该情况下,由于节点N2和N3未被处理,因此流程返回到步骤S201。然后,例如,节点N4在步骤S201中选择节点N2作为处理目标,并且执行步骤S202至S205。同样适用于选择节点N3的情况。

如果在步骤S206中确定针对所有父候选节点进行了RCV计算处理,则RCV计算处理结束。

回到图6,将继续说明。在步骤S100和S200之后,节点N4执行父节点选择处理(S300)。

图9是示出根据本第一实施例的父节点选择处理的流程的流程图。首先,节点N4在作为父候选节点的节点N1至N3之中选择其等级候选值计算处理未被处理的父候选节点(S301)。例如,假设节点N1被选择为处理目标父候选节点。

接下来,节点N4获取处理目标父候选节点的等级(下面被称为“RANK”)、ETX和RCV(S302)。例如,节点N4从存储器121读出节点N1的ETX和RCV。在存储器121中,节点N4预先存储被包含在从节点N1传输并且在自身设备处接收的DIO帧中的RANK,并且假设节点N4从存储器121中读出节点N1的等级。

然后,在将节点N1作为主节点的情况下,节点N4通过使用例如上述公式4来计算等级候选值(S303)。在该情况下,公式4中的传输和接收系数为“0”。然而,系数不限于此。

然后,节点N4确定是否针对所有父候选节点进行了等级候选值计算处理(S304)。在该情况下,由于节点N2和N3未被处理,因此流程返回到步骤S301。然后,例如,节点N4在步骤S301中选择节点N2作为处理目标,并且重复步骤S302至S303。同样适用于选择节点N3的情况。

如果在步骤S304中确定针对所有父候选节点进行了等级候选值计算处理,则节点N4在步骤S303中比较所计算出的相应父候选节点的等级候选值。然后,节点N4选择具有最小等级候选值的父候选节点作为父节点(S305)。然后,节点N4将所选择的父候选节点的所计算出的等级候选值设置为自身节点的等级。然后,父节点选择处理结束。

回到图6,将继续说明。在步骤S300之后,节点N4待机达一定时间(S400),并且流程返回到步骤S100和S200。

图10是示出根据本第一实施例的父节点的选择示例的图。在该情况下,首先,假设节点N0被选择为节点N1至N3中的每个节点的父节点,并且等级被假设为“256”、“288”和“336”。在该状态下,假设节点N4在将节点N1至N3作为父候选节点的同时执行父节点选择处理。在图10中,节点N4计算节点N1的等级候选值为“576”,计算节点N2的等级候选值为“592”,并且计算节点N3的等级候选值为“592”。因此,节点N4选择具有最小等级候选值“576”的节点N1作为父节点,并且将节点N4的等级设置为“576”。

在该过程中,如相关技术中所解释的,当仅ETX被使用(RCV未被使用)时,节点N1至N3的等级为“128”、“128”和“192”。因此,节点N1和N2之间的等级不存在差异。并且,由节点N4计算出的节点N1至N3的等级候选值为“128+192=320”、“128+128=256”和“192+128=320”。因此,节点N2具有最小的等级候选值,并且被选择为节点N4的父节点。然而,节点N1中的实际接收质量比节点N2中的实际接收质量更好。

因此,在本实施例中,还考虑了RCV。因此,如上所述,节点N1在对父候选节点进行排序的阶段是最小的,并且此外,RCV的差异也反映在父候选节点和子节点(N4)之间的通信中的等级候选值上。因此,综合来说,具有最优通信质量的节点N1可以被选择作为节点N4的父节点。

特别地,由于ETX计算目标帧的传输频率相对低,因此可以说,相关技术引起了以下对通信质量的巨大影响:因ACK接收错误导致的ETX劣化。另一方面,当包含从父候选节点传输的目的地信息的并且该目的地是自身节点的单播帧是RCV计算目标帧时,等级候选值计算目标帧的数目大于其在仅使用ETX的情况下的数目,并且因此,计算准确性被提高。

因此,针对每个单播帧接收来更新RCV,并且因此,可以相应地更新等级候选值。因此,父节点的更新频率可以被提高,并且合适的父节点的选择可以被维持。

在仅使用ETX、即使不存在父候选节点的等级的差异的情况下,等级的差异也可以通过考虑RCV来实现,并且通信质量可以被更准确地测量。

<第二实施例>

本第二实施例是上述第一实施例的修改示例。在本第二实施例中,在计算接收质量指标值(RCV)时,包含从父候选节点传输的目的地信息的并且该目的地是自身节点的多播帧,被用作用于对帧数目进行计数的目标。换言之,第二计算器102通过使用包含从多个父候选节点中的每个节点传输的目的地信息的、并且该目的地是无线电通信设备100的多播帧作为接收帧,来计算接收质量指标值。在该方式中,RCV计算目标的帧类型的数目增加,并且RCV的计算准确性被提高。

特别地,接收帧可以包括RPL中的PA(PAN广告)帧、PC(PAN配置)帧和DIO帧中的至少一部分。在该方式中,RCV的计算准确性可以根据RPL的标准来提高。

注意,根据本第二实施例的无线电通信设备100的配置与图2和图3的那些相同,并且因此,相同的说明被省略,并且针对共同处理的说明也被省略。

图11是示出对根据本第二实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。首先,节点N4接收包含目的地信息的并且该目的地是节点N4的多播帧(S21a)。例如,节点N4从节点N1、N2和N3中的任一节点接收包含目的地信息的并且该目的地是节点N4的多播帧。在该情况下,多播帧最好是例如RPL中的PA帧、PC帧和DIO帧。然而,帧不限于它们。

然后,节点N4在将多播帧作为接收帧的同时执行步骤S22至S24。换言之,确定PA帧、PC帧和DIO帧中的每个帧是否为CRC错误,并且关于PA帧、PC帧和DIO帧的正常帧接收数目和错误帧接收数目被共同计数。

此后,可以以该方式与第一实施例类似地执行父节点更新处理。因此,获得与第一实施例的那些相同效果。进一步地,在第二实施例中,由于RCV计算目标的帧类型的数目增加,因此RCV计算准确性被提高。特别地,由于多播帧被使用,因此与未被用作通信路径的父候选节点的通信质量的信息可以被更新。因此,具有较高通信质量的父候选节点可以被选择作为父节点。

<第三实施例>

本第三实施例是上述第一实施例和第二实施例的组合示例。在本第二实施例中,在计算接收质量指标值(RCV)时,包含从父候选节点传输的目的地信息的并且该目的地是自身节点的多播帧和单播帧被用作对帧数目进行计数的目标。换言之,第二计算器102通过将包含从多个父候选节点中的每个节点传输的目的地信息的、并且该目的地是无线电通信设备100的多播帧和单播帧作为接收帧,来计算接收质量指标值。在该方式中,RCV计算目标的帧类型的数目增加,并且RCV计算准确性被提高。

注意,根据本第三实施例的无线电通信设备100的配置与图2和图3的那些相同,并且因此,相同的说明被省略,并且针对共同处理的说明也被省略。

图12是示出对根据本第三实施例的多个接收帧进行测量处理的流程的流程图。首先,节点N4接收包含目的地信息的并且目的地是节点N4的多播帧或单播帧(S21b)。例如,节点N4从节点N1、N2和N3中的任一节点接收包含目的地信息的并且该目的地是节点N4的单播帧。在该情况下,单播帧最好是RPL中的NS帧。然而,帧不限于此。备选地,节点N4从节点N1、N2和N3中的任一节点接收包含目的地信息的并且该目的地是节点N4的多播帧。在该情况下,多播帧最好是例如RPL中的PA帧、PC帧或DIO帧。然而,帧不限于它们。

然后,节点N4在将多播帧和单播帧共同作为接收帧的同时执行步骤S22至S24。换言之,确定NS帧、PA帧,PC帧和DIO帧中的每个帧是否为CRC错误,并且关于NS帧、PA帧、PC帧和DIO帧的正常帧接收数目和错误帧接收数目被共同计数。

此后,可以以该方式与第一和第二实施例类似地执行父节点更新处理。因此,获得了与第一和第二实施例的那些相同效果。进一步地,在第三实施例中,由于RCV计算目标的帧类型的数目增加,因此RCV计算准确性被提高。因此,具有较高通信质量的父候选节点可以被选择作为父节点。

<第四实施方式>

本第四实施例是另一工作示例。根据本第四实施例的选择器103计算以下总值:传输质量指标值,以及作为每个父候选节点的路径选择指标的等级值,基于总值确定具有最优通信质量的父候选节点,并且如果所确定的父候选节点的数目为多个,则考虑接收质量指标值来选择具有最优通信质量的父候选节点作为父节点。在该方式中,具有有利的接收质量指标值的节点可以被选择为具有等级值和传输质量指标值的有利总值的父候选节点之中的的父节点。特别地,甚至在相关技术中的等级候选值中不存在差异时,通信质量可以被适当地确定。

注意,根据本第四实施例的无线电通信设备100的配置与图2和图3的那些相同,并且因此,相同的说明被省略,并且共同处理的说明也被省略。注意,接收帧可以是单播帧和多播帧中的一个或两个。

图13是示出根据本第四实施例的父节点选择处理的流程的流程图。假设图4和图5中的处理以及图6中的ETX计算处理和RCV计算处理早已被执行。

首先,节点N4在作为父候选节点的节点N1至N3之中选择针对等级候选值计算处理未被处理的父候选节点(S301)。例如,假设节点N1被选择为处理目标父候选节点。

接下来,节点N4获取处理目标父候选节点的等级和ETX(S302a)。然后,节点N4在通过使用例如上述公式2将节点N1作为父节点的情况下,计算等级候选值(S303a)。等级候选值在该情况下是上述总值。在该情况下,公式2的传输系数为“0”。然而,传输系数不限于此。

然后,节点N4确定是否针对所有父候选节点进行了等级候选值计算处理(S304)。在该情况下,节点N2和N3未被处理,并且因此,流程返回到步骤S301。并且,例如,节点N4在步骤S301中选择节点N2作为处理目标,并且重复步骤S302和S303。同样适用于选择节点N3的情况。

如果在步骤S304中确定针对所有父候选节点进行了等级候选值计算处理,则节点N4在步骤S303中比较所计算出的相应父候选节点的等级候选值。然后,节点N4确定具有最小等级候选值的父候选节点(S311)。

然后,节点N4确定所确定的父候选节点的数目是否为两个或更多个(S312)。如果确定数目是两个或更多个,则节点N4获取相应所确定的节点的RCV值,并且选择具有最小RCV值的父候选节点作为父节点(S313)。另一方面,如果在步骤S312中确定所确定的父候选节点的数目不是两个或更多个,换言之,是一个,则节点N4选择所确定的父候选节点作为父节点(S314)。

然后,节点N4通过使用上述公式4和所获取的RCV来计算(更新)所选择的父候选节点的等级候选值,并且将所计算出的等级候选值设置为自身节点的等级。

备选地,在步骤S313中,节点N4可以通过使用上述公式4和所获取的RCV,来在将每个节点作为父节点的情况下计算(更新)等级候选值,并且可以选择具有更新后的最小等级候选值的节点作为父节点。

图14是示出根据本第四实施例的父节点的选择示例的图。该图示出了节点N4在步骤S303a中计算父候选节点N1至N3中的每个节点的等级候选值(父候选节点的等级和ETX的总值)的情况。在该情况下,节点N1和N2的总值均为最小值“400”。因此,节点N4在步骤S311中确定节点N1和N2。

图15是示出根据本第四实施例的父节点的选择示例的图。该图示出了节点N4获取所确定的节点N1和N2的RCV,并且然后选择具有较小RCV的节点N2作为父节点。备选地,节点N4可以获取所确定的节点N1和N2的RCV,通过使用RCV来更新等级候选值,并且选择具有较小等级候选值的节点N2。然后,节点N4将所选择的节点N2的更新后的等级候选值设置为自身节点的等级。

如上所述,根据本第四实施例,在每个父候选节点具有等级值和传输质量指标值的有利总值的父候选节点之中,可以将具有有利的接收质量指标值的节点选择作为父节点。

<第五实施例>

本第五实施例是上述第四实施例的修改示例。根据本第五实施例的选择器103在第一计算器101计算每个父候选节点的传输质量指标值之后,计算总值(=等级值+ETX)。然后,如果由选择器103确定的父候选节点的数目是多个,则第二计算器102计算所确定的多个父候选节点中的每个节点的接收质量指标值。然后,选择器103基于接收质量指标值在所确定的多个父候选节点中选择父节点。在该方式中,针对未被确定的父候选节点的RCV计算处理可以被移除,并且因此,整个父节点更新处理的处理效率可以被提高。

注意,根据本第四实施例的无线电通信设备100的配置与上述图2和图3的那些相同,并且因此,该配置的说明被省略,并且针对共同处理的说明也被省略。注意,接收帧可以是单播帧和多播帧中的一个或两个。

图16是示出根据本第五实施例的父节点更新处理的流程的流程图。假设图4和图5的处理早已被执行。

首先,节点N4执行ETX计算处理(S100)。换言之,节点N4计算所有父候选节点N1至N3的ETX。另一方面,与图6不同,RCV计算处理在前述步骤中尚未被执行。接下来,节点N4执行父节点选择处理(S300a)。

图17是示出根据本第五实施例的父节点选择处理的流程的流程图。首先,节点N4执行图3中的上述步骤S301至S311。然后,节点N4确定所确定的父候选节点的数目是否为两个或更多个(S312)。如果确定数目是两个或更多个,则节点N4针对所确定的节点中的每个节点作为处理目标来执行图8中所示RCV计算处理(S200a)。然后,节点N4获取所确定的每个节点的RCV,并且选择具有最小RCV的父候选节点作为父节点(S313)。另一方面,如果在步骤S312中确定所确定的父候选节点的数目不是两个或更多个,换言之,是一个,则节点N4选择所确定的父候选节点作为(S314)父节点。

然后,节点N4通过使用上述公式4和所获取的RCV来计算(更新)所选择的父候选节点的等级候选值,并且将所计算出的等级候选值设置为自身节点的等级。

如上所述,根据本第五实施例,与上述第四实施例相比,针对未被确定的父候选节点的RCV计算处理可以被移除,并且因此,整个父节点更新处理的处理效率可以被提高。

以上,基于实施例具体已描述了本发明人做出的发明。然而,毋庸赘述,本发明不限于前述实施例,并且可以在本发明的范围内进行各种修改。

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